Question

中国海相油气盆地分析

Answer 1

易荣龙¹　舒文培¹　易海²

（1.中国石化荆州新区勘探研究所，湖北荆州　434100；2.国土资源部广州海洋局第二海洋调查大队解释中心，广东广州　510760）

【摘要】　中国海相盆地的原型有新生代的陆缘裂陷、陆架前缘坳陷及走滑盆地；还有古生代的坳拉槽—台向斜、克拉通盆地、克拉通周边盆地及中、新生代的前陆盆地等。其油气系统各具特色，资源丰度与分布也有所不同。

中、古生界海相盆地历经了5种改造作用，即抬升剥蚀、叠加深埋、挤压褶断、扩张块断及热力变质作用，它们对油气系统具有建设性与破坏性。与之相应，本文提出了改造型盆地的5种类型极其复杂油气系统的特点。

改造型盆地的油气保存条件应视为后天决定先天的条件。浅部区域性优质盖层是天然气区形成的必要条件；断裂系统的发生、发展对油气具有双重作用；多种类型的保存单元及地下流体盆地，其油气水运动与聚集规律不同，是今后重要的研究方向。

中国海相油气勘探潜力巨大，除中、古生界盆地外，应加强新生代海相盆地的勘探，争取战略突破。

【关键词】　中国海相盆地；盆地改造作用；油气系统；石油与天然气资源

朱夏先生1983年发表的“试论古全球构造与古生代油气盆地”一文，对于我国海相盆地的研究具有深刻的指导意义。

“九五”期间，受新星石油公司委托，我们编制了《中国油气资源预测系列图》，其中新编的《中国海相油气资源分布图》反映了我国海相盆地的原型、成油气条件、油气系统及资源分布。现就中国海相盆地的油气地质特征及资源前景做一简要分析。

1　海相油气盆地的类型及其油气系统特征

1.1　陆缘裂陷盆地

如珠江口盆地珠一坳陷、琼东南盆地及东海陆架盆地，它们是发育在我国大陆架上的张性断陷-坳陷盆地。老第三纪为断陷型湖相及滨海含煤沉积，是重要的烃源层系；新第三纪为坳陷型海相沉积，大量的浅海暗色泥质岩也应是重要的烃源岩。据张启明等研究，琼东南深水层序中高位体系域具有较高的有机质丰度和较好的有机质类型，优质烃源岩出现在高位体系域下部。

陆缘裂陷中生成的油气通过输导层及断裂系统向三角洲前缘和碳酸盐岩台地运移、聚集成藏。

1.2　陆架前缘坳陷盆地

如珠二坳陷及东海陆架前缘坳陷。

珠二坳陷已位于陆架与陆坡的交接地带。老第三系文昌组、恩平组可能已属于海陆交互相区；新第三系至第四系为海进层序，可划分为8个亚层序，其中分布着陆坡半深海泥质沉积区—盆底扇—斜坡扇—陆架坡折带深切谷充填物—陆架上的前积层体，组成为一完整的油气系统。其烃源区应是陆坡深水低氧的富含有机质的泥质相区。在高压环境中，岩层内呈现压实流，油气应由陆坡向陆架方向运移、聚集（图1）。

图1　珠二坳陷第三系油气系统剖面图　（据CNOOC）

1.3　走滑盆地

莺歌海盆地是其典型，万安盆地也具走滑特征。大型走滑断裂的活动控制了盆地的形成与发展。走滑深坳中烃源岩十分发育。早期形成的油气沿断裂和不整合面及输导层向斜坡上方运移；晚期热流底辟发育，形成“气烟囱”。油气从深部沿底辟垂向运移，并聚集在底辟上部或旁侧的多种构造及砂体之中。

1.4　坳拉槽及后期的台向斜

如塔里木东部的

—Z、

—O等。

其主要油源岩为中、上奥陶统海相泥岩、钙质泥岩及泥质灰岩，优质烃源岩TOC≥0.5%，厚度为80～300m,R_o约为0.9%～1.2%；主要气源岩是下寒武统含磷层段的黑色泥质白云岩、白云质泥岩，优质源岩TOC≥0.5%，厚度约为108～400m。它们主要分布在台向斜的两翼斜坡区。

早期油气可沿斜坡向塔北、塔中隆起运移、聚集；晚期油气则应以垂向运移为主，在坳陷内的大型穹拱、断裂带及相关圈闭或地层岩性储集层体中聚集。

晚期加里东运动使塔北、塔中部分原生油气藏破坏，但后期石炭系膏泥岩的整体封盖有利于晚期成藏，形成为大型油气田区。

1.5　克拉通盆地

如塔里木中部的C—P₁、鄂尔多斯中部的Pz和四川盆地的P—T₂等。

克拉通盆地的主要烃源区是克拉通坳陷，烃源岩为浅海泥质岩及滨海煤系，台地相碳酸盐岩及膏泥岩是有利的储盖组合。隆起斜坡带伴生有滨海砂坝及三角洲沉积，为较好的储集层体。

油气自生自储，以岩性及地层油气藏为主。

1.6　克拉通周边沉降盆地

如塔里木北部的乌什凹陷及南盘江地区。

从台地边缘礁相带至斜坡带（含塌积相）至盆地相区，构成侧变式生、储、盖组合。由于上叠前渊沉积的整体覆盖，构成一个完整的油气系统。

1.7　前陆盆地

例如川西北、塔里木西南部及北部等（图2）。前陆盆地发育的早期、中期、晚期以及前期都可能有海相沉积，因此陆相烃源与海相烃源并存是其特点。早期油气随地层水排出，沿前陆斜坡长距离运移，前渊快速深埋；晚期油气成熟—过熟，以产天然气、裂解气为主；后期冲断发育，上、下两个油气系统串通，油气垂直运移，选择性储集。

图2　塔里木北部地区油气系统剖面图

2　中、古生界海相改造型盆地

朱夏先生曾经指出，“大部分古生界盆地或是为中新生界盆地所叠加覆盖，或是受中新生代构造运动改造”，“中新生界盆地的几种形成与演化机制，同时也就是对古生界盆地的改造……”。

所谓改造型盆地，即盆地的原型（原始面貌和沉积建造）在后期遭到较明显改造的沉积盆地（刘池阳，1998）。张渝昌提出以是否经历变格运动来区分盆地的原型与改造型。我们从油气保存条件出发，进一步以区域盖层及油气系统的“大部破坏”或“部分保存”或“大部保存”来区分盆地改造作用的强、中、弱。

在我国，中、古生界油气盆地历经了5种重要的改造作用，即抬升剥蚀、叠加深埋、挤压褶断、扩张块断和热力变质作用。它们对原始油气系统有建设性与破坏性两方面的影响。

2.1　抬升剥蚀作用的建设性与破坏性影响

2.1.1　轻微或弱的抬升剥蚀改造

如四川盆地印支晚期的区域不整合面。泸州—开江古隆起控制了三叠系天然气的聚集，但是隆起顶部的轻微剥蚀使嘉四段膏盐盖层不复存在，因而嘉三气藏随之散失。

2.1.2　中等程度的抬升剥蚀改造

如四川盆地前二叠系的区域不整合面。除乐山—龙女古隆起外的广大地区，石炭系、泥盆系、志留系遭受到一定程度的剥蚀，但还有大面积的保存；随之被二叠系、三叠系等覆盖、深埋。下志留统黑色页岩得以继续生烃，并运移到石炭系的岩溶裂隙—孔隙储层中聚集成藏，形成四川盆地东部的大气区。

2.1.3　强抬升剥蚀改造

乐山-龙女隆起、塔北沙雅隆起及鄂尔多斯中部隆起为较强的抬升剥蚀。这里志留系、泥盆系剥蚀殆尽，下古生界一度暴露，原生油气藏遭到较大的破坏；但在隆起低部位仍有保存，如哈得逊油田。同时，这里碳酸盐储层受到淋滤和溶蚀改造。在后期的区域不整合覆盖下，晚期油气聚集，形成大油气田。

更强的抬升剥蚀发生在米仓山隆起，寒武系白云岩古油藏已破坏殆尽。

2.2　叠加深埋作用的建设性与破坏性影响

叠加深埋对烃源岩、储集岩和盖岩都有明显的改造。

（1）烃源岩随着埋深增加有机质将经历低熟、成熟、高熟和最终甲烷4个阶段。叠加深埋区烃源岩大体都达到高熟或过熟，并有裂解气发生。因而叠加深埋区主要提供CH₄气，甚至CO₂、N₂等非烃气体。

（2）对于储集层，叠加深埋造成储层致密化也是一个普遍的现象。

（3）对于盖岩，深埋压实—增温—脱水导致泥质岩硬化、脆化。如南方下志留统页岩，在深部高围压条件下是细腻致密的盖层及变形层系中的滑脱层；而在围压降低或解除之后，则明显地脆化、劈理化，从而丧失了封盖能力。

2.3　挤压褶断改造作用的建设性与破坏性影响

湘鄂西武陵山区被挤压褶断为隔槽式褶皱，这是较强的挤压褶断改造。晚近时期又抬升到海拔2000m，油气保存条件受到较大的损害。

川东南褶皱束为中等强度的挤压褶断造成的隔挡式褶皱，在宽向斜中的低背斜分布着三叠系、二叠系的大气田，在高陡背斜带分布着石炭系的构造—岩性大气田及下三叠统的岩性气田。

在川中地区除乐山-龙女古隆起外，均为低缓构造，以岩性油气田为主。

川西龙门山前属较强的挤压冲断推覆带，油气散失较大，仅在山前冲断构造带中有海相油气田保存，如中坝。

2.4　扩张块断作用的建设性与破坏性影响

我国东部中新生代以来扩张改造作用十分明显，如华北地台被肢解为26个大大小小的块体。其中鄂尔多斯区块面积＞10×10⁴km²，属大型保存单元，海相油气系统得到较好的保持。这是弱扩张块断改造的例子。

沁水区块和东濮区块面积在1×10⁴km²以上，属中等保存区块，石炭—二叠系的煤成气得到保存。这是中等扩张块断改造的例子。

若干面积在1000km²左右的小型区块及面积在100km²左右的微型区块是较强的扩张改造的结果，其海相油气系统支离破碎，由于剥蚀、淋滤较强，难于再次生烃成藏，但可作为古潜山储体存在。

2.5　热力变质改造作用的建设性与破坏性影响

强热力变质改造——海相沉积发生区域变质或大规模岩浆入侵当属此类。它对油气保存不利，如冈底斯、浙、闽、湘中。

弱热力变质改造——小型侵入体、局部火山岩夹层以及热液活动归入此类。

依据变盆改造作用，可相应地划分出改造型盆地的原型（表1）。

3　改造型盆地的复杂油气系统

一个完整的油气系统应包括4个方面的内涵：盆地结构及其演化过程；热、重力及其他营力所构成的动力学环境；油气生成—运移—分异—聚集—保存或散失的全过程；油气流体赋存的岩石介质和圈闭。复杂油气系统正是在以上因素的多样性、复杂性和不确定性基础上提出的概念。

改造型盆地的复杂油气系统的特征可归纳为：

（1）多种烃源、动态生烃及幕次释放；

（2）多层位、多种类型的储集层体与改造型储层；

（3）复杂的输导网络，包括输导层、断裂系统、不整合面、汇烃脊等；

（4）不同类型、不同尺度的封盖体系；

（5）保存单元与流体盆地的多样性、复杂性及流体赋存的特殊性；

（6）复杂圈闭、多套成藏组合及复式油气聚集区带。

复杂油气系统及其各子系统的深入研究与综合，对我国中、古生界海相盆地的油气勘探有重要意义。

4　改造型盆地的油气保存条件

我们认为，在改造型盆地的选区评价中油气保存条件应视为后决条件，即后天决定先天的条件。

（1）“浅部”区域性优质盖层是天然气区形成的必要条件。

如库车坳陷的第三系膏泥岩，川西中三叠统的膏盐层及上侏罗统顶部的“景福院泥岩”，还有苏北上白垩统浦口组的泥岩等。

（2）优质直接盖层与间接盖层可形成多个成藏组合。

如川东南嘉陵江组2、4段的膏盐岩层封隔了嘉1和嘉3气藏组合。

（3）断裂系统的发生、发展对油气具有双重作用。

如前陆冲断裂既促进油气的运移、聚集，也造成油气的散失。同样，走滑断裂的深切既促进油气的运移与散失，但其旁侧构造、岩性圈闭也可聚集油气。

（4）多种类型的保存单元与流体盆地，其油气水运动与聚集规律不同。

李四光曾经提出盆地的三重含义，即构造的、沉积的和地理的含义，认为石油天然气是活跃的岩内流体。

改造型盆地一般仅具有构造的和沉积实体的含义，而不一定是地理盆地。流体盆地的概念深化了地理盆地的含义。不同类型的流体盆地地下流体运动与赋存状态不同，如前陆盆地的重力流、冲断推覆带的驱动流、大陆边缘的压实流和克拉通坳陷的对流流，它们对油气水的运动与停积有重要作用（图3）。

表1　中国中、古生界改造型盆地分类表

图3　不同类型流体盆地的地下流体运动状态　（李明诚据Gaven图改绘）

a.前陆盆地中的重力水流；b.克拉通内坳陷和裂谷中的热对流；c.褶皱冲断带中的构造驱动流；d.大陆边缘超压体系的压实流

保存单元就是包含着若干已知的或预测的成藏组合的区块或区带，它具有良好的顶封盖层、侧封边界以及底封条件。

马力将保存单元划分为持续型、重建型、保持型、推覆型及残余型5类。我们进一步按保存单元大小的数量级划分出大型（＞100000km²）、中型（＞10000km²）、小型（＞1000km²）及微型（＞100km²）区块，进而对保存单元做出分级评价。

5　中国海相油气资源的分布与勘探前景

中国海相沉积区面积达455×10⁴km²，陆上海相沉积区面积为330×10⁴km²，海域大陆架面积为125×10⁴km²。中国海相油气资源十分丰富，主要分布在四大海相油气区：

（1）北方古亚洲古生代海相油气区，如塔里木、鄂尔多斯、准噶尔、吐哈、柴达木、伊宁、腾格里、沁水及东濮等；

（2）南方扬子中、古生代海相油气区，如四川、苏北-南黄海、江汉、楚雄、南盘江、十万大山、湘鄂西等区块；

（3）青藏特提斯中生代海相油气区，如羌塘、措勤等区块；

（4）我国大陆架新生代海相油气区，如东海陆架盆地、南海北部陆架盆地、万安盆地、曾母-北康盆地等。

我们估计，中国海相石油资源量在300×10⁸t左右，海相天然气资源量在30×10¹²m³左右。油气各占一半的资源结构有利于我国能源结构的优化。同时我们认为以往对中、占生代海相的变盆改造研究不够、对复杂油气系统的不确定性认识不足等导致资源量预测偏高；另一方面对大陆架新生代海相的勘探与研究较少并受到“生油门限”的束缚导致对新生代海相油气资源量预测偏低。

李四光先生早年就提出过新华夏系沉降带是巨型油气远景区的预测。

松辽盆地K₂坳陷构造层早已成为大型油气田区，k₁断陷构造层已经出现大气区的轮廓。渤海湾盆地的E断陷构造层已经从“破碎的盘子”跃升为全国第一大油气区。90年代渤海已显示出大型油气田区的轮廓，多个新第三系浅层大型油气田的发现提示我们新第三系坳陷构造层是重要的油气领域。正如朱夏先生所言，寻找油气工作必须从盆地整体出发……如断-坳的转化与结合以及先后期的叠加等，因而它包含着不同的结构单元与构造层次，具有个别的含油气性。我们认为，南海北部陆架前缘地带是新生代海相的重要油气远景区；东海陆架盆地的新第三系坳陷层和陆架前缘坳陷也是重要的新生代海相油气远景区。加强勘探、争取油气战略突破具有重要意义。

同时，我国西部地区在“西气东输”的推动下，努力在前陆盆地找气和在克拉通盆地找油，这必将创造油、气双丰收的效益。

总之，我国海相油气资源潜力巨大。虽然勘探与求索的道路艰难曲折，但前景是光明的。

参考文献

[1]朱夏.论中国含油气盆地构造[M].北京：石油工业出版社，1986.

[2]关士聪.中国海陆变迁海域沉积相与油气[M].北京：科学出版社，1984.

[3]翟光明.中国石油地质志，卷1～16[M].北京：石油工业出版社，1993.

[4]康玉柱.塔里木盆地古生代海相油气田[M].武汉：中国地质大学出版社，1992.